Фазовое равновесие. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Фазовое равновесие - одновременное существование термодинамически равновесных фаз в многофазной системе: жидкости со своим насыщенным паром, воды и льда при температуре плавления, двух несмешивающихся жидкостей (напр., смесь воды с триэтиламином), отличающихся концентрациями. В равновесии могут находиться (при отсутствии внеш. магн. поля) две фазы ферромагнетика с одинаковой осью лёгкого намагничивания, но с разл. направлением намагниченности, нормальная и сверхпро-водящая фазы металла во внеш. магн. поле и т. д.

В условиях термодинамического равновесия химические потенциалы каждого компонента в различных фазах системы одинаковы. Отсюда следует Гиббса правило фаз: в ве-щедтве, состоящем из k компонентов, одновременно может существовать не более k + 2 равновесных фаз. Число термодинамических степеней свободы, то есть физических параметров системы, которые можно изменять, не нарушая условий фазового равновесия, равно k + 2 - j, где j - число фаз, находящихся в равновесии. Например, три фазы двухкомпонентной системы могут находиться в равновесии при разных температурах, но давление и концентрация компонентов полностью определяются заданной температурой.

Изменение температуры фазового перехода (кипения, плавления и др.) при бесконечно малом изменении давления определяется Клапейрона-Клаузиуса уравнением. Трафики, изображающие зависимость одних термодинамич. переменных от других в условиях Ф. р., наз. л и н и я м и (п о в е р х н о с т я м и) р а в н о в е с и я, а их совокупность - диаграммой состояния. Линия Ф. р. может либо пересечься с др. линией равновесия (тройная точка), либо закончиться критической точкой.

В твёрдых телах вследствие медленного протекания процессов диффузии, приводящих к термодинамич. равновесию, возникают неравновесные фазы, к-рые могут существовать наряду с равновесными. В этом случае правило фаз может не выполняться. Правило фаз не выполняется и в критич. точке, где фазы не отличаются друг от друга.

В массивных образцах в отсутствие дальнодействующих сил взаимодействия между частицами число границ между равновесными фазами минимально. Напр., в случае двухфазного равновесия имеется одна поверхность раздела фаз. Если же в одной из фаз существует дальне действующее поле (электрическое, магнитное), выходящее из вещества, то энергетически более выгодны равновесные состояния с большим числом периодически расположенных фазовых границ (ферромагн. и сегнетоэлектрич. домены, промежуточное состояние сверхпроводников) и с таким расположением фаз, при к-ром поле не выходит за пределы тела. Форма границ раздела фаз определяется условием минимальности значения поверхностной энергии. Так, в двухкомпонентной смеси при условии равенства плотностей фаз граница раздела имеет сферич. форму. Огранка кристаллов определяется плоскостями, поверхностная энергия к-рых минимальна.

Литература по фазовому равновесию

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.